STUDI DEKOMISIONING INSTALASI EVAPORATOR PENGOLAH LIMBAH RADIOAKTIF ABSTRAK Kuat Heriyanto Pusat Teknologi Limbah Radioaktif-BATAN STUDI DEKOMISIONING INSTALASI EVAPORATOR PENGOLAH LIMBAH RADIOAKTIF. Sebagai antisipasi akan berhentinya operasi instalasi evaporator pada unit pengolahan limbah radioaktif, perlu dilakukan studi dekomisioning instalasi tersebut. Studi dilakukan berdasarkan literatur dan data teknis evaporator. Metode dismantling secara konvensional dapat dilakukan karena diprediksi paparan radiasi cukup rendah dan sedang. Metode dekontaminasi dilakukan secara mekanis dan kimia. Proses dekontaminasi dapat dilakukan insitu atau di laboratorium dekontaminasi sesuai dengan kondisi peralatan di lapangan. Pemilihan metode yang tepat dengan memperhatikan aspek keselamatan dapat memperkecil potensi negatif terhadap pekerja dan lingkungan. Diharapkan studi ini suatu saat dapat menjadi pedoman pelaksanaan dekomisioning Instalasi Evaporator Pengolah Limbah Radioaktif. ABSTRACT DECOMMISSIONING STUDY FOR EVAPORATOR INSTALLATION OF RADWASTE TREATMENT UNIT. To anticipate the operation end time of evaporator installation at radwaste treatment unit, decommissioning study of that installation is needed. The study is done by literature method based on evaporator s technical data. Dismantling method can be conventionally because activity prediction is low and medium, decontamination method is done mechanically and chemically. Decontamination process can be performed in situ or in decontamination laboratorium according to equipment condition on fact. The properly method selection regarding safety aspect could minimize negative potention to warde worker and environment. This study is expected to be guidance on evaporator installation of Radwaste Treatment Unit. PENDAHULUAN Instalasi evaporator sebagai unit pengolah limbah radioaktif berfungsi melakukan pengolahan limbah radioaktif cair aktivitas rendah dan sedang yang berasal dari reaktor nuklir serta laboratorium penunjangnya. Seperti instalasi nuklir lainnya, unit evaporator mempunyai batas usia operasi yang kemudian harus didekomisioning. Berdasarkan pengalaman dari negara-negara yang lebih maju di bidang industri nuklirnya, berbagai alasan yang mendasari pelaksanaan dekomisioning terhadap sebuah reaktor atau instalasi nuklir antara lain adalah pengoperasiannya sudah tidak ekonomis lagi, faktor keselamatan karena umur instalasi yang sudah tua, terjadinya suatu kecelakaan yang dikuti tuntutan unjuk rasa masyarakat untuk menghentikan operasinya, dan adanya penggantian sistem baru. Prinsip dasar tujuan studi dekomisioning sebuah instalasi nuklir adalah untuk menyusun program kerja dan konsep teknologi yang akan diterapkan guna mencegah atau memperkecil potensi menyebarnya zat kontaminan ke lingkungan dan timbulnya limbah sekunder. METODOLOGI Studi ini dilakukan dengan metode deskriptif dengan ruang lingkup studi pustaka, pengumpulan data teknis evaporator, serta penyusunan konsep teknologi. Studi pustaka dilakukan untuk mendapatkan informasi tentang teknologi dekomisioning yang meliputi rencana kerja, faktor keselamatan, kegiatan dekomisioning dan pengelolaan limbah sekunder yang ditimbulkan akibat kegiatan dekomisioning. Pengumpulan data teknis evaporator diperlukan untuk mempermudah pemilahan peralatan yang terkontaminasi. Konsep teknologi meliputi persiapan kegiatan dekomisioning, teknik dismantling/dekontaminasi serta kegiatan paska dekomisioning. Faktor-faktor penting dalam evaporasi 1. Faktor pembentuk kerak (deposit) selama evaporasi [1]. Selama evaporasi berlangsung, seringkali zat padat mengendap di sekitar bidang pemanas dan membentuk kerak. Adanya kerak menyebabkan terjadinya kenaikan tahanan terhadap perpindahan panas dan akibatnya unjuk kerja evaporator turun. Zat-zat pembentuk kerak adalah garamgaram CaSO 4, Mg SO 4, CaCO 3, MgCO 3 261
dan.kecepatan pembentukan kerak dapat diperlambat atau dicegah dengan melakukan perendaman pada unit evaporator terutama pada sistem perpipaan dengan menggunakan asam penghilang kerak HNO3 setelah proses evaporasi selesai dilakukan. 2. Karakteristik limbah cair Secara sederhana masalah larutan pada evaporasi adalah tergantung sifat larutan pekat, sifat sifat penting limbah cair yang dievaporasi adalah konsentrasi. Limbah cair yang diumpankan ke sebuah evaporator harus mempunyai konsentrasi tertentu, faktorfaktor lain seperti densitas dan viskositas akan dapat meningkatkan konsentrasi limbah cair yang akan diumpankan ke evaporator. Penguapan terus menerus akan menyebabkan pembentukan kristal sehingga menaikkan konsentrasi limbah. Radionuklida limbah:co- 60, Cs-137, Zn-65, Ce-141 dan aktivitasnya antara 10-5 - 10-4 µci/ml. penampung limbah yang ada di ruang basement 1B.03 berjumlah 4 buah yaitu R 2201A, R 2201B, R 2201C dan R 2201D dengan kapasitas masing-masing 50 m 3. 2. Pompa Pengumpan Pompa pengumpan untuk evaporator ada 2 yaitu P22004 dan P22005. Pompa digunakan saling bergantian sesuai dengan kebutuhan selama proses evaporasi dilaksanakan. Tipe pompa yang digunakan sentrifugal shaft horizontal, self priming dengan memakai priming pot, semi open dan double mekanikal seal. 3. Penukar panas (Heat Exchanger ) Alat penukar panas (Heat Exchanger), berbentuk silinder, tipe pipa lurus, pemanasan dengan uap diameter 0,6 m dengan panjang 4,0 m. PERALATAN UTAMA EVAPORATOR [2] 1. Tangki Penampung Limbah Limbah yang datang dari waste transporter dimasukkan dan disimpan di dalam tangki penampung limbah. Tangki Gambar 1. Tangki Penampung Limbah Cair 262
Gambar 2. Pompa Pengumpan Limbah Mentah ke Evaporator P1 : Liquid Inlet 25L P2 : Liquid Outlet 150L P3 : Circulation 80L P4 : Drain 65L P5 : Steam Inlet 80L P6 : Condensat Outlet 40L P7 : Air Ventilation 15L C1 : Temperature Coupling 15L 1. : Shell 2. : Lower Header 3. : Upper Header 4. : Calage 5. : Handling Plate 6. : Indentification Plate 7. : Stampe Plate 8. : Adjustment Sleeve Gambar 3. Penukar Panas (Heat Exchanger) 263
4. Kolom Penenangan (tranqualization tank) Kolom Penenangan (tranqualization tank) berbentuk silinder dengan dasar tangki berbentuk kerucut dengan diameter 0,7 m, dengan panjang 3,5 m, untuk memisahkan fase uap dari fase cair. Uap dialirkan masuk ke dalam kolom pemisah, sedangkan fase cair yang merupakan konsentrat dialirkan ke dalam tangki konsentrat yang terletak di bagian bawah tangki evaporator. Penguapan dalam tangki evaporator dilakukan secara kontinyu sedangkan pengambilan konsentrat dilakukan secara periodik dalam batch 100 liter. P1 : Liquid Inlet 150L P2 : Vapoure Inlet 150L P3 : Recycling 80L P4 : Anti Foaming 25L P5 : Drain 65L P6 : Sampling Nozzle 15L P7 : Conection for Bubble Tube C1 : Specific gravity Measurement C2 : Specific gravity Measurement C3 : Level Measurement C4 : Level Measurement C5 : Pressure Cap 1 : Casing 2 : Cover Bubble Tube 3 : Indentification Plate Gambar 4. Kolom Penenangan R 22010 264
5. Tangki pemisah (separator column) Tangki pemisah (separator column) berbentuk tabung silinder, diameter 0,7 m dengan panjang 4,2 m, dilengkapi dengan 5 (lima) buah bubble cup plates. Tangki pemisah berfungsi memisahkan uap yang masih mengandung zat radioaktif dengan uap yang tidak mengandung zat radioaktif. Pemisahan dilakukan dengan menggunakan perangkap bubble cup plate dan pengikatan uap yang masih mengandung zat t radioaktif oleh air bebas mineral. 6. Tangki Kondenser Tangki kondensor dan pendingin, untuk menyemburkan uap dan mendinginkan air destilat yang terjadi. Tangki kondensor (E 22002) mempunyai diameter 0,22 m dan panjang 3,3, sedangkan tangki pendingin (E22003) mempunyai diameter 0,27 m dan panjang 3,3 m. Tangki kondensor ini tipe pipa lurus dengan pendinginan luar, sedangkan tangki pendingin tipe pipa U dengan pendinginan luar. 7. Tangki Penampung Konsentrat Tangki penampung konsentrat digunakan untuk menampung konsentrat. Pengaliran konsentrat dari evaporator ke penampungan konsentrat dilakukan secara gravitasi, selanjutnya dengan menggunakan pompa konsentrat dialirkan ke unit sementasi. 8. Tangki Penampung Effluent Tangki penampung effluent terdiri dari 2 tangki, yaitu tangki aktif dan tangki doubful. Tangki aktif berfungsi menampung cairan aktif hasil pembilasan uap evaporasi dan instalasi lain. Sedangkan tangki doubful berfungsi untuk menampung cairan tidak aktif. 9. Tangki Penampung Asam Nitrat Penghilang Kerak Untuk membatasi pengerakan dan korosi bagian peralatan evaporator dalam persinggungannya dengan konsentrat, evaporator secara teratur diisi dengan asam nitrat setelah setiap satu siklus evaporasi. Tangki penampung asam nitrat penghilang kerak juga digunakan untuk pengenceran asam baru. Evaporator diisi asam dengan menggunakan sebuah pompa dan pengosongan asam dari evaporator dilakukan secara gravitasi. Asam penghilang kerak juga digunakan untuk netralisasi limbah cair. HASIL DAN PEMBAHASAN STRATEGI DEKOMISIONING Untuk mempermudah proses dekomisioning maka pengerjaan dibagi menjadi tiga tahap yang terdiri dari: Pradekomisioning, kegiatan dekomisioning dan pasca dekomisioning. A. Pra-dekomisioning Sebelum kegiatan dekomisioning dilakukan perlu dipersiapkan kelengkapan administrasi (dokumen) seperti izin BAPETEN. Selain itu perlu dilakukan analisis khusus tentang proteksi radiasi yang meliputi: aktivitas limbah, paparan, perlengkapan proteksi dan kemungkinan lainnya. Hal-hal yang perlu diperhatikan untuk keselamatan pekerja adalah sebagai berikut [3] : 1. Membuat rencana pengaturan kerja shift guna menghindari penerimaan dosis radiasi yang berlebihan. 2. Para pekerja radiasi di dalam kegiatan dekomisioning harus memakai alat kontrol personal minimal memakai film bed dan pen dosimeter di saku baju kerja, untuk mengetahui jumlah paparan radiasi yang telah diterima. 3. Paparan radiasi yang diperbolehkan untuk diterima oleh para pekerja adalah sebesar 50 msv/tahun atau 25 μsv/jam (5000 mrem/tahun atau 2,5 mrem/jam). 4. Pelepasan limbah ke lingkungan agar tidak mencemari masyakat umum dan lingkungan, untuk pemancar β γ sebesar 0,4 Bq/cm 2 atau 0,4 Bq/g dan untuk pemancar α sebesar 0,04 Bq/cm 2 atau 0,04 Bq/g. 5. Para pekerja harus diperlengkapi dengan pakaian kerja yang yang memadai sehingga dapat mengurangi resiko pada kegiatan dekomisioning. B. Kegiatan Dekomisioning Pada Tabel 1 ditampilkan daftar alatalat yang diprediksi terkontaminasi zat kontaminan, serta tahapan pengerjaan dekomisioning. Alat penukar panas dan kolom penenang diprediksi komponen yang paling besar menerima kontaminasi, hal ini disebabkan adanya perlakuan temperatur dan tekanan yang tinggi dengan sirkulasi yang kontinyu. Sementara alat yang lain cendrung 265
lebih rendah tingkat kontaminasinya, karena tidak ada perlakuan panas dan intensitas kontak dengan zat kontaminan lebih rendah. Proses dekontaminasi alat penukar panas, kolom penenang dan pompa transfer asam dilakukan melalui sistem pembilasan penghilang kerak (insitu). Sementara dekontaminasi alat yang lain dilakukan di laboratorium dekontaminasi setelah dibongkar. B.1. Kegiatan Dismantling Secara umum metode dismantling yang digunakan adalah secara konvensional. Metode dismantling yang digunakan sangat bergantung pada obyek yang akan dibongkar dan rekomendasi yang diberikan. Metode dismantling yang digunakan tidak akan merusak alat, karena diasumsikan alat tersebut dapat digunakan kembali. Tabel 1. Tahapan Dekomisioning Unit Evaporator NO ALAT Tahap 1 Tahap 2 Tahap 3 1. Penukar panas dekontaminasi* dismantling Pembilasan 2. Kolom Penenang dekontaminasi* dismantling Pembilasan 3. Kolom pemisah dismantling dekontaminasi Pembilasan 4. Tangki Limbah dekontaminasi dismantling Pembilasan 5. Tangki konsentrat dekontaminasi dismantling Pembilasan 6. Tangki active effluent dekontaminasi dismantling Pembilasan 7. Tangki doubful effluent dekontaminasi dismantling Pembilasan 8. Tangki asam (pembilas) dekontaminasi dismantling Pembilasan 9. Pompa umpan dismantling dekontaminasi Pembilasan 10. Pompa transfer Asam dekontaminasi* dismantling Pembilasan 11. Pompa konsentrat dismantling dekontaminasi Pembilasan 12. Pompa homogenisasi dismantling dekontaminasi Pembilasan 13. Pompa active effluent dismantling dekontaminasi Pembilasan 14. Pompa doubful effluent dismantling dekontaminasi Pembilasan 15. Pengaduk dismantling dekontaminasi Pembilasan 16. Valve dismantling dekontaminasi Pembilasan 17. Tubing Pengukur dismantling dekontaminasi Pembilasan 18. Hidraulic Valve dismantling dekontaminasi Pembilasan 19. Glove Box dekontaminasi dismantling Pembilasan 20. Pipa dismantling dekontaminasi Pembilasan *dekontaminasi insitu (sistem) 266
B.2. Aktivitas Dekontaminasi Tabel 2. Teknik dekontaminasi komponen Unit Evaporator No. ALAT Obyek Utama Teknik 1. Penukar panas Kerak, permukaan pipa 2. Kolom Penenang permukaan tangki 3. Kolom pemisah permukaan tangki 4. Tangki Limbah permukaan tangki 5. Tangki konsentrat permukaan tangki 6. Tangki active effluent permukaan tangki 7. Tangki doubful effluent permukaan tangki 8. Tangki asam (pembilas) permukaan tangki 9. Pompa umpan permukaan rumah pompa, 10. Pompa transfer Asam permukaan rumah pompa, 11. Pompa konsentrat permukaan rumah pompa, 12. Pompa homogenisasi permukaan rumah pompa, 13. Pompa active effluent permukaan rumah pompa, 14. Pompa doubful effluent permukaan rumah pompa, 15. Pengaduk permukaan pengaduk 16. Katup Permukaan dalam 17. Tubing Pengukur permukaan pipa 18. Hidraulic Valve Permukaan dalam 19. Glove Box permukaan pipa, plat 20. Pipa permukaan pipa B. Paska Dekomisioning Aktivitas setelah kegiatan dekomisioning adalah pensterilan lokasi bekas instalasi Evaporator dari kontaminasi zat radioaktif dan pengelolaan limbah sekunder yang ditimbulkan selama proses dekomisioning. Bentuk limbah berupa larutan kontaminan dan larutan kimia pembilas serta serpihan yang ditimbulkan pada proses dismantling. KESIMPULAN 1. Metode dismantling secara konvensional dapat dilakukan karena diprediksi paparan radiasi cukup rendah. 2. Proses dekontaminasi dapat dilakukan insitu atau di laboratorium dekontaminasi sesuai dengan kondisi peralatan. 267